ФИЛЬТРОВАЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

После отстаивания вода подается на стадию фильтрации, которая в основном осуществляется в зернистых фильтрах. По ряду основных признаков такие фильтры классифицируют:

  • • по скорости фильтрования на медленные (0,1—0,3 м/ч), скорые (5-12 м/ч); сверхскоростные (36—100 м/ч);
  • • по давлению, под которым они работают, на безнапорные и напорные;
  • • по количеству фильтрующих слоев на однослойные, двухслойные, многослойные.

Из практического опыта известно, что наиболее эффективны и экономичны многослойные фильтры, в которые для увеличения грязеемкости и эффективности фильтрации загружают материалы с различной плотностью и размером частиц: сверху слоя — крупные легкие частицы, внизу — мелкие тяжелые. При нисходящем направлении фильтрования крупные загрязнения задерживаются в верхнем слое загрузки, а оставшиеся мелкие — в нижнем. Таким образом, работает весь объем загрузки. Осветлительные фильтры эффективны при задержании частиц размером более 10 мкм.

Процесс очистки фильтрованием осуществляется следующим образом. Вода, содержащая различные примеси, двигаясь через зернистую загрузку, очищается. Эффективность процесса зависит от ряда факторов, в том числе от физико-химических свойств примесей, фильтрующей загрузки, гидродинамических факторов и др. В толщине загрузки с течением времени происходит аккумулирование загрязнений, уменьшается свободный объем пор и при этом возрастает гидравлическое сопротивление загрузки, что приводит к повышению потерь напора в загрузке. Для анализа этого процесса можно изъятие загрязнений из воды фильтрацией условно разбить на несколько стадий: перенос частиц из потока воды на поверхность фильтрующего материала; закрепление частиц на зернах и в порах между ними; отрыв закрепленных частиц с переходом их обратно в поток воды на каждой из указанных стадий. Следует при этом отметить, что извлечение загрязнений из воды и закрепление их на зернах загрузки происходит под действием сил адгезии. Осадок, формирующийся на частицах загрузки, как правило, имеет непрочную структуру, которая под влиянием гидродинамических сил может разрушаться. При этом некоторая часть ранее прилипших частиц отрывается от зерен загрузки в виде мелких хлопьев и переносится далее в следующие слои загрузки, где может вновь задерживаться в фильтрующей загрузке.

При достижении определенной критической потери напора ос- ветлительный фильтр необходимо перевести в режим последующей промывки. Далее фильтрующая загрузка промывается обратным током воды, а загрязнения при этом сбрасываются в дренажную систему. Возможность задержания фильтром грубой взвеси зависит от ряда факторов, в том числе от ее массы, концентрации тонкодисперсных и коллоидных частиц, а также величины поверхностных сил идр.

Особый интерес представляет объемное фильтрование, которое наблюдается в двухслойных фильтрах, а также в контактных осветлителях. В фильтрах в качестве нижнего слоя используют кварцевый песок с размером зерен 0,65—0,75 мм, а в качестве верхнего слоя — антрацит с размером зерен 1,0—1,25 мм. В этом случае на верхней поверхности слоя крупных зерен антрацита пленка, как правило, не образуется. Однако взвешенные примеси проникают вглубь слоя — в поры между зернами загрузки, прилипая к их поверхности. Тонкодисперсные загрязнения, прошедшие слой антрацита, задерживаются слоем песка.

В зависимости от условий эксплуатации применяют многослойные фильтры с разными типами загрузки, количеством слоев, способом промывки и т.д. Например, на рис. 3.14 в качестве примера представлена схема фильтра FV2B с одним однородным слоем загрузки и с промывкой одновременно водой и воздухом.

Схема фильтра FV2B

Рис. 3.14. Схема фильтра FV2B:

1 — корпус фильтра; 2 — фильтрующая загрузка; 3 — несущий пол с дренажными колпачками; 4 — зона подачи воды; 5 — вход исходной воды; 6 — выход фильтрованной воды; 7 — вход промывной воды; 8 — выход промывной воды; 9 — вход промывного воздуха; 10 — выпуск воздуха

Широкое применение в области водоподготовки питьевой воды получили многослойные напорные фильтры с двумя слоями загрузки: нижний слой — песок, верхний слой — антрацит. Скорости фильтрования для фильтров такого типа поддерживают, как правило, в пределах от 7 до 20 м/ч. Промывка фильтров осуществляется чаще всего водой и воздухом. На рис. 3.15 в качестве примера показана возможная система дренажа такого фильтра.

Следует особо отметить важную роль дренажных систем при работе фильтров. В современной практике используется достаточно много видов различных дренажных систем.

Дренажная система фильтра

Рис. 3.15. Дренажная система фильтра

Наряду с представленной на рис. 3.15 дренажной системой используется множество и других различных дренажных систем. На рис. 3.16 в качестве примера показаны отдельные дренажные системы для фильтров, предлагаемых на отечественном рынке.

Примеры дренажных систем для фильтров, предлагаемых на отечественном рынке

Рис. 3.16. Примеры дренажных систем для фильтров, предлагаемых на отечественном рынке

Следует отметить, что состав воды и постоянно возрастающие требования к качеству очистки воды приводят к необходимости усовершенствования фильтровальной техники, в том числе и дренажных систем.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >